[發明專利]陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜及制備方法與應用

在審

• 申請號: 202110636092.2
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113332867A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 王捷;程志楊;賈輝;秦卿雯
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D67/00;B01D65/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

本發明公開了陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜及制備方法與應用，其制備方法為：(1)配制陽離子聚丙烯酰胺水溶液；(2)將陽離子聚丙烯酰胺水溶液經過預處理的基膜進行死端吸附過濾，使基膜表面沉積陽離子聚丙烯酰胺；(3)將步驟(2)得到的過濾膜取出，自然環境下放置，風干，得到一種陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜。本發明選用的聚醚砜超濾膜為基膜，相對于其他材質超濾膜截留率更高且更加穩定；本發明選用聚醚砜超濾膜的截留分子量為1000?5000Da，在保證了截留效果的同時極大的提高了過濾效率；本發明采用綠色無毒的陽離子聚丙烯酰胺為改性物質；本發明采用物理過濾吸附作為改性方式，具有操作簡單、易于規模化等優點。

技術領域

本發明涉及膜分離制備領域，更具體地涉及一種陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜及制備方法與應用。

背景技術

阻垢劑是反滲透運行過程中用于抑制膜表面無機鹽結垢的不可缺少的物質，但對于其用量的控制和檢測方法卻極少。常規痕量物質檢測的儀器如液相，質譜，核磁等儀器投資成本又極高，因此研發一種能夠實現對痕量阻垢劑便捷檢測的技術手段對提高反滲透運行效益和減少環境污染都具有及其重要的意義。

在實際測試過程中，發現傳統商業超濾膜不能有效的實現檢測方法中阻垢劑的高效富集檢測，其主要原因有以下三點，

(1)用于富集檢測的膜本體必須為非晶型結構，如果富集膜本身為晶型結構，如PVDF超濾膜，會導致檢測結果具有極大的波動性，從而導致富集檢測不準確。

(2)被檢測阻垢劑，多為大分子聚合物，其在溶液中分子量分布較廣，其布區范圍可達1K-40K。因此選擇合適的膜截留分子量對富集檢測過程極為重要，過大的截留分子量導致富集結果不準確；過小又會出現富集過程過長甚至膜面完全堵塞從而富集不能實現。

(3)絕大部分商業超濾膜表面均為負電性，而這與某些阻垢劑如PESA(聚環氧琥珀酸)負電性相同，根據同性相斥原理，分子量較小的電負性的PESA難以在商業超濾膜表面有效的沉積。

因此，亟需一種可以應用在水中阻垢劑的富集檢測裝置的檢測膜片，實現提高阻垢劑如PESA等的富集檢測精度。

發明內容

本發明的目的在于現有技術的不足，提供陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜。

本發明的第二個目的是提供陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜的制備方法。

本發明的第三個目的是提供陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜截留及吸附阻垢劑PESA應用。

本發明的技術方案概述如下：

陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜的制備方法，包括如下步驟:

(1)將分子量范圍為800K-1000K的陽離子聚丙烯酰胺加入到去離子水中，攪拌，使陽離子聚丙烯酰胺溶解，得到陽離子聚丙烯酰胺水溶液；

(2)將陽離子聚丙烯酰胺水溶液經過預處理的基膜在滲透過濾壓力0.2-0.3Mpa的條件下，進行死端吸附過濾，使基膜表面沉積陽離子聚丙烯酰胺；所述基膜為截留分子量1000Da-5000Da的聚醚砜超濾膜；

(3)將步驟(2)得到的過濾膜取出，自然環境下放置，風干，得到一種陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜。

所述陽離子聚丙烯酰胺水溶液的濃度為480mg/L-520mg/L。

所述基膜表面沉積陽離子聚丙烯酰胺的量為3.5mg/cm²-5.5mg/cm²。

上述方法制備的陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜。

上述陽離子聚丙烯酰胺改性聚醚砜聚合膜截留及吸附阻垢劑的應用。

本發明的優點：